打鼓嶺地區釩礦成因淺析

黃裕乾

摘要：通過對打鼓嶺地區的地質背景調查，研究該區域的地層含礦特性、分析黑色巖系及其元素富集特性，從而為釩礦的成因提供了地質科學基礎，為該地區尋找釩礦資源指明了方向。

關鍵詞：釩礦；黑色巖系；元素富集

前言

世界上釩的資源豐富，分布廣泛，但無單獨可供開采的富礦，而是以低品位與其它礦物共生。從石煤中提取V2O5是獲得釩的重要途徑。石煤是一種炭質頁巖，是我國富有的一種釩礦資源，分布在我國南方各省，儲量極為豐富。

1.區域背景

打鼓嶺地區處于江南造山帶北部邊緣地區，區內出露地層主要有：南華系休寧組、南沱組；震旦系藍田組、皮園村組；寒武系荷塘組、大陳嶺組、楊柳崗組、華嚴寺組和西陽山組；奧陶系印渚埠組等。①休寧組：下段為灰紫紅色砂礫巖、含礫砂巖，砂巖等；上段為淺灰黃色粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖。②南沱組：深灰色含礫砂巖、砂巖夾深灰色泥質粉砂巖。③蘭田組：下段為深灰色厚層狀灰巖、灰黑色含硅炭質泥巖；上段深灰色肋骨狀灰巖、淺灰色含硅含炭質泥巖。④皮園村組：下段為灰黑色含硅質泥巖、硅質巖；上段為灰黑色含硅炭質泥巖。⑤荷塘組：下段為灰黑色含硅炭質泥巖、炭質泥巖，中段為含釩炭質泥巖，夾磷、重晶石、黃鐵礦結核層；上段為灰黑色含硅含炭板巖、夾硅質條帶。⑥大陳嶺組：深灰色厚層狀白云質灰巖夾薄層狀含炭泥巖。⑦楊柳崗組：下部為深灰色含鈣含硅炭質泥巖夾深灰色薄層灰巖；中部為深灰色含鈣含硅炭質泥巖、鈣質泥巖與深灰色薄層—中層灰巖互層；上部為深灰色中薄層狀泥晶灰巖、泥灰巖與中層狀含餅狀灰巖凸鏡體泥質灰巖互層。⑧華嚴寺組：深灰色、灰黑色（鐵灰色）中薄層狀灰巖，夾薄層泥質灰巖、含炭鈣質泥巖、頁巖及角礫狀、球粒狀灰巖，以薄層條帶狀灰巖與下伏含餅狀灰巖透鏡體泥質灰巖（楊柳崗組）和上覆鈣質頁巖夾透鏡狀灰巖（西陽山組）相區別。⑨西陽山組：下部為深灰色中厚層—中薄層鈣質頁巖與中厚層泥質微晶灰巖互層；上部為灰黃—土黃色極薄層狀鈣質頁巖與長條狀、透鏡狀、小餅狀、豆莢狀微晶灰巖互層

2.區域構造

區內構造主要以基底和沉積蓋層的褶皺構造為特征，斷裂不發育，僅有一條北東向左行剪切斷裂斜貫礦區北部。基底構造發育由中元古代大谷運組和鄧家組組成的（原羊棧嶺組上部層位），在區內呈近東西向展布的緊閉褶皺構造。褶皺軸面與地層產狀基本一致。沉積蓋層在區域上表現為超覆于江南造山帶北麓不同層位之上的區域性不整合，由南華系—志留系巖層組成寬緩褶皺構造，該區位于石臺復式背斜中的宏潭向斜構造之南翼。

3.巖漿巖

區內侵入的巖漿巖體主要有西部的城安巖體、牯牛降巖體和北東部的黟縣巖體。其中城安巖體以青灰色、淺灰白色中細粒黑云母花崗閃長巖為特征，中細粒花崗結構，塊狀構造；牯牛降巖體為淺灰白色—紫紅色中細粒—中粗粒含斑似斑狀花崗巖，中細粒—中粗粒似斑狀結構，塊狀構造，與城安巖體呈超動式侵入接觸關系，部分呈巖株狀侵入于城安巖體中。黟縣巖體為淺灰色中粒花崗閃長巖。

4.地層含礦性

與釩礦層密切相關的地層為寒武系下統荷塘組，荷塘組屬黑色炭質頁巖系列，主要巖石為含鈣炭質板巖、含硅炭質板巖，富含多種微量元素。荷塘組黑色巖系沉積時，藻類等浮游生物大量繁殖，沉積環境處于封閉海灣弱水動力條件的強還原條件。在生物地球化學作用和沉積分異作用下，在生成石煤的同時，多種微量元素形成區域性的濃集，并構成獨特的V、Ba、Ag、Mo等多種元素的富集組合，其中V在缺氧環境下，被有機質優先結合，大部分的V被黏土質所吸附，形成了有機質，黏土質和硅質相互滲透緊密連生膠態腐泥沉入海底，并埋藏成巖，從而使荷塘組黑色巖系成了多種成礦元素的礦源層。

根據前人分析統計結果，皖南黑色巖系中荷塘組中段釩元素含量特高（見表1），層控性特別明顯，并且具有區域性特征。荷塘組和藍田組微量元素的富集元素包括Ag、Mo、V、Ba元素，Ag高度富集于荷塘組中段、藍田組四段，Mo高度富集于荷塘組中、上段；V在荷塘組普遍富集，中段高度富集；Cu、Pb、Zn元素含量較低，無富集作用。藍田組和荷塘組的黑色巖系以富炭、富硫和微量元素豐度基本一致為其共同特征。富集元素Ag、Mo、V、Ba元素，金屬元素的初始豐集，為后生成礦提供了一定的物質基礎。

5.礦層特征

礦層分布于荷塘組中段第二、三韻律層，第一韻律層為整個釩礦層的底板，主要巖性為含鈣炭質硅質板巖夾鈣質板巖或泥灰巖等含鈣的巖石

前人研究認為，含磷、鈣硅質結核層可作為第Ⅲ韻律層中釩礦層的底板標志層。密集分布的磷結核層可分為兩層，兩層之外的巖石中仍有多少不一的含磷、鈣硅質結核分布。結核層的特點：結核含量高，約占10%；結核層厚度0.5米～2米；形狀次圓-橢圓狀；核徑一般為1厘米～4厘米，個別達5厘米，磷結核較小，鈣硅質結核普遍較大；結核成分以磷結核為主，次為鈣硅質

6.礦床成因探討

早寒武世，打鼓嶺地區為揚子海中南部的淺海盆地相區，沉積了一套低能還原環境下的黑色巖系，多含黃鐵礦和磷結核，有機炭及微量元素含量高，釩元素含量也高，尤其是荷塘組中段，平均含量達1965×10-6，高出地殼頁巖平均值的15倍。在如此高的背景下，有局部富集則形成礦床。

黑色巖系或稱黑色頁巖是一種在海底缺氧還原環境條件下，以富含有機質為特征的一套細砂—粉砂質泥質沉積的巖石總稱。黑色頁巖在成礦作用中的重要意義，主要是在沉積過程中它們成為金屬微量元素和硫的儲集層；在成巖—變質及后生成礦作用中是金屬和硫的一種來源；同時，黑色巖系由于有利的巖性組合，往往也是后生型礦床定位的最佳部位。V元素的來源，有學者認為，是海底火山噴氣作用帶來，隨著海流遷移搬運，在低能還原環境下沉積。

藍田組、荷塘組黑色巖系出露區，若有中生代中酸性巖侵入，往往形成巖漿熱液疊加—改造型金屬礦床，雖然不同時代、不同成因類型和演化特征的各類巖漿巖與成礦關系及遠景，尚待進一步研究。但從總體上說，對形成疊加—改造型礦床都具有一定的成礦意義

7.找礦標志

皖南釩礦主要賦存于寒武系荷塘組中段，且該層位富釩特性在皖南地區具有普遍性、區域性。而荷塘組中段巖性為為含釩炭質泥巖，夾磷、重晶石、黃鐵礦結核層，磷結核、黃鐵礦結核、硅質結核為明顯的標志層，故區內尋找釩礦只需在荷塘組內的磷結核、黃鐵礦結核、硅質結核標志層即可找到釩礦。

8.結語

綜上所述，藍田組、荷塘組黑色巖系是重要的Ag、Mo、V、Ba6等元素初始豐集層，其獨特的泥巖和碳酸鹽巖組合給后期金屬元素的運移、富集成礦創造了條件。

震旦紀藍田組和寒武紀荷塘組，以富硫、高碳為特征的黑色巖系，是皖南多金屬礦的主要賦礦地層。上述資料說明，研究黑色巖系的沉積特征、地化特征以及在構造—巖漿疊加作用下的成礦作用，在打鼓嶺釩礦突破具有重要的理論和找礦實際意義。

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